Question

15．我市某冶炼厂购进了100t“铜灰”（主要成分是CuO和不参与反应的杂质），某兴趣小组同学在这批铜灰中进行取样，并称取样品5g，进行如图所示实验，直到反应完全．冷却后对玻璃管内的残留固体进行称量，其质量为4.2g，此时，石灰水的质量增加了1.76g，对于实验测得的数据怎样用于计算，组内同学有不同的意见：（提示：反应为CO+CuO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO₂，实际反应中石灰水不能完全吸收二氧化碳．）

（1）小许认为要用“4.2g”这个数据，请你用这个数据计算5g铜灰还原后能生成几克铜？
（2）小黄认为要用“1.76g”这个数据，请你帮小黄计算5g铜灰还原后能生成几克铜？
（3）试比较小许和小黄谁错了？为什么？计算100t铜灰最多可冶炼出多少吨纯净的铜？

Answer 1

分析 氧化铜和一氧化碳在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应前后的质量差即为氧化铜中铜元素的质量，根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算和判断．

解答 解（1）设生成铜的质量为x，
反应前后的质量差即为氧化铜中氧元素的质量，
CuO～O～Cu，
         16    64
    5g-4.2g   x
$\frac{16}{5g-4.2g}$=$\frac{64}{x}$，
x=3.2g，
答：5g铜灰还原后生成铜的质量为3.2g．
（2）设生成铜的质量为y，
 CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO₂，
                         64    44
                          y    1.76g
$\frac{64}{y}$=$\frac{44}{1.76g}$，
y═2.56g，
答：5g铜灰还原后生成铜的质量为2.56g．   
（3）小黄错了，这是因为实际反应中石灰水不能完全吸收二氧化碳，会导致计算结果偏小．
设生成铜的质量为z，
由（1）中可知，5g铜灰完全反应能够生成3.2g铜，
铜灰～Cu，
5g      3.2g
100t     z
$\frac{5g}{100t}$=$\frac{3.2g}{z}$，
z=64t，
答：生成铜的质量为64t．

点评 差量法在计算中的应用很广泛，解答的关键是要分析出物质的质量差与要求的未知数之间的关系，再根据具体的数据求解．